MATLAB Úvod. Úvod do Matlabu. Miloslav Čapek

Transkript

1 MATLAB Úvod Úvod do Matlabu Miloslav Čapek

2 Proč se na FELu učit Matlab? Matlab je světový standard pro výuku v technických oborech využívá ho více než 3500 univerzit licence vlastní tisíce velkých firem v oblasti letectví, biotechnologie, komunikace, elektrotechniky, kybernetiky, strojírenství, finančnictví ze znalosti Matlabu budete těžit v mnoha předmětech ale i v pozdější praxi 2 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

3 Koncept kurzu Přehledné a rychlé seznámení se základními rysy (ale i pokročilejšími technikami) jednoho z nejrozšířenějších matematických prostředí. ZNALOST PROSTŘEDÍ (SYNTAX) VHODNÉ PROGRAMOVACÍ NÁVYKY PODROBNÁ ANALÝZA PROBLÉMU ZDÁRNÉ ŘEŠENÍ 3 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

4 Historie počátky Matlabu 70. léta, Cleve Moller (LINPACK, EISPACK) MATrix LABoratory matice je základní datová struktura syntax založena na Fortranu do r Matlab zcela zdarma r přepsáno jádro z Fortranu do C vzniká společnost Mathworks v roce 2004 již více než 1 milión aktivních uživatelů distribuce z ČR: Humusoft 4 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

5 Vlastnosti Matlab je schopen sám alokovat potřebné proměnné výrazový programovací jazyk, interpretační prostředí koncepce: jádro + celá řada toolboxů široké využití skripty / soubory mají příponu.m (m-file) rychlost (správně napsaného) algoritmu se blíží rychlosti v C++ numerické problémy řeší Matlab výrazně rychleji než Java poněkud odlišný přístup od Mathematicy, Maplu a MathCadu Multi-licence pro několik VŠ (včetně ČVUT) + hlavní přístupové heslo 5 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

6 Výhody jednoduchá a efektivní syntax podobné Fortranu a C velice rychlé jádro efektivní práce s maticemi (skoro jako v matematice) stovky definovaných funkcí (vč. funkcí pro práci s grafikou!!) v podstatě již společný jazyk vědeckotechnické komunity široká základna uživatelů (literatura, fóra, příklady) stále se rozvíjející software (stabilně 2 nové verze ročně) 6 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

7 Osnova kurzu 8 týdnů 2 hodiny cca. ½ polovina formou přednesu cca. ½ formou cvičení probrané látky, příklady obojí formou diskuze + práce na PC 1. týden 2. týden 3. týden 4. týden 5. týden 6. týden 7. týden 8. týden Přednáška Úvod, nápověda, výrazy Matice, indexace, algebraické operace Formát výstupu, editor, cykly, vyhledávání Text. řetězce, podmínky Uživatelsky definované funkce Řešení rovnic, polynomů, čas, datum, profile 2D grafika, pokročilé datové struktury Závěrečná cvičení Cvičení Spuštění, prostředí, příkazový řádek Matice, indexování, implement. funkce Skripty, řady, logické výrazy, komentáře If, switch, typy, is*, ukládání Tvorba funkcí, jak hledá Matlab, path Symbol. mat., numerická derivace, integrace Úvod do handle grafiky, excel, cell, struct Možnost konzultací vlastních problémů 7 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

8 Co se nevešlo Následující témata předpokládají pokročilou znalost Matlabu možná vyučováno v příštím ak. roce dostatek informací na internetu, v knihách atp. 1. týden 2. týden 3. týden 4. týden 5. týden 6. týden 7. týden 8. týden Přednáška 3D grafika, efektivita algoritmů Přehled toolboxů Lazení funkcí, krokování Ošetřování chyb, výjimky Matlab Compiler Propojení s C++ / kompilace Diskuze, budoucnost Matlabu, konkurenti Závěrečná cvičení Cvičení Handle grafika, callbacky Užitečné funkce, práce s toolboxy Matlab profiler warning, error, try-catch pcode,.mex, tvorba vlastních aplikací 1 tvorba vlastních aplikací 2 HPC/GPU computing, Maple, Mathematica Možnost konzultace vlastních problémů 8 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

9 Pokyny Pokud něco nestíháte, ozvěte se! Pokud se chcete v souvislosti s Matlabem na COKOLIV zeptat, neváhejte!! Celý kurz je volnou diskuzí s cílem naučit Vás základy Matlabu!!! 9 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

10 Motivační příklady 10 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

11 Motivační příklady 11 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

12 Motivační příklady 12 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

13 Motivační příklady 13 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

14 Doporučen ená literatura Syntax dokumentace Matlabu, fóra a příspěvky na B.Doňar, K. Zaplatílek: Matlab pro začátečníky Hunt, Lipsman, Rosenberg: A Guide to Matlab Matlab Primer, 7th Ed. (bylo přeloženo) Příklady examples v nápovědě Matlabu příklady z hodin Internet matematické funkce, teorie Khan University 14 Katedra elektromagnetického pole, ČVUT- FEL

15 Děkuji za pozornost Miloslav Čapek